什么是溫補振蕩器

TCXO溫補晶振是通過其附加的溫度補償電路使周圍溫度變化產(chǎn)生的振蕩頻率變化量削減的一種石英晶體振蕩器。它的溫度補償?shù)脑砟鼐褪峭ㄟ^改變振蕩回路中的負載電容，使其隨溫度變化來補償諧振器由于環(huán)境溫度變化所產(chǎn)生的頻率漂移。

晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。

晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時鐘信號，可以用與同一個晶振相連的不同鎖相環(huán)來提供。

其對溫度穩(wěn)定性的解決方案采用了一些溫度補償手段，主要原理是通過感應環(huán)境溫度，將溫度信息做適當變換后控制晶振的輸出頻率，達到穩(wěn)定輸出頻率的效果。傳統(tǒng)的 TCXO是采用模擬器件進行補償，隨著補償技術的發(fā)展，很多數(shù)字化補償大TCXO開始出現(xiàn)，這種數(shù)字化補償?shù)腡CXO又叫DTCXO，用單片機進行補償時我們稱之為MCXO，由于采用了數(shù)字化技術，這一類型的晶振再溫度特性上達到了很高的精度，并且能夠適應更寬的工作溫度范圍，主要應用于領域和使用環(huán)境惡劣的場合。

晶體振蕩器頻率控制方法

振蕩器可通過直接牽引頻率或使用高分辨率鎖相環(huán)調(diào)整頻率來實現(xiàn)頻率控制。直接牽引頻率的 VCXO用調(diào)整變?nèi)荻O管電壓來改變諧振電路電容，而直接牽引頻率的DCXO通過可編程開關切換不同的諧振電容。使用石英晶體諧振器的VCXO直接牽引頻 率調(diào)整可以保持低相位噪聲，但牽引范圍被限制在約±200ppm。當系統(tǒng)應用需要更寬的頻率牽引范圍和與晶體振蕩器相近的低噪聲特性時，用戶更傾向于選擇 基于鎖相環(huán)的MEMS控制振蕩器架構，因為它們可以提供高達±1600ppm的牽引范圍。

溫補振蕩器工作的原理

首先了解晶體的數(shù)學模型,用負阻的方法分析了石英晶體振蕩器的起振原理以及補償方法,設計了數(shù)字電容陣列可調(diào)頻率晶體振蕩電路,實現(xiàn)了頻率簡單可控.帶隙測溫電路采用了LDO供電和cascode結構,實現(xiàn)了輸出溫度電壓具有高抑制比和準確性.模數(shù)轉換器ADC采用了12位逐次逼近型電路,結構簡單精度適中.LDO為測溫電路提供了穩(wěn)定的工作電源保證了輸出信號的穩(wěn)定,通過間斷性地工作實現(xiàn)整個系統(tǒng)的低功耗. 隨著CMOS技術的發(fā)展,上述的各種電路都可以集成在一塊芯片里面.本文基于集成電路設計工具Cadence的軟件環(huán)境,和SMIC的0.35um工藝,設計了以上電路,并得到了結果,驗證了本設計的可行性.

什么叫溫補振蕩器的滯變效應和微擾效應

滯變效應（完整溫度循環(huán)）[3]在一個完整的穩(wěn)態(tài)環(huán)境溫度測試循環(huán)中觀察到的,溫補晶體振蕩器頻率溫度特性不可重復的一種熱致效應（指標多為≤±0.1ppm～≤±0.6ppm）。滯變效應較為簡單的計算方法是只計算一個完整穩(wěn)態(tài)環(huán)境溫度測試循環(huán)前后 25℃時輸出頻率的差值。

微擾效應：主要是由于晶體諧振器制造缺陷造成的,溫補晶體振蕩器輸出頻率圍繞其光滑頻率溫度特性曲線存在跳點的效應（指標多為≤±0.1ppm～≤±1.0ppm）。微擾效應一般不做100％參數(shù)測試,廠家通常采用另外一種有效的方法,即通過篩選微擾效應小的晶體揩振器來做到設計參數(shù)的保證。